(57)【要約】【課題】吸気流がＥＧＲ導入管やＥＧＲガスと直接衝突することを回避し、吸気流から受ける影響を小さくしてＥＧＲガスを各分岐管に均等に分配する。【解決手段】吸気装置１０を、エンジン本体１の一側部に下流端が接続される複数の分岐管１６〜１９と、分岐管１６〜１９の上流端が接続される吸気チャンバ２０と、吸気チャンバの気筒配列方向における中央に接続される共通吸気導入部２１とを備えるものとし、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａに、共通吸気導入部２１から流出する吸気がＥＧＲ導入通路３３から流出するＥＧＲガスと衝突することを妨げる分流板２６を形成し、ＥＧＲ導入通路３３の下流端３３ａに、ＥＧＲガスを分流板２６における共通吸気導入部２１と反対側の下面に案内する延長管壁２４を設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体に下流端が接続される複数の分岐管と、該分岐管の上流端が接続される吸気チャンバと、該吸気チャンバに接続される共通吸気導入部と、前記吸気チャンバに接続されるＥＧＲ導入通路とを備える内燃機関の吸気装置であって、
前記吸気チャンバの前記ＥＧＲ導入通路と対向する壁面には、前記共通吸気導入部から流出する吸気が前記ＥＧＲ導入通路から流出するＥＧＲガスと衝突することを妨げる分流板が形成され、
前記ＥＧＲ導入通路の下流端に、前記ＥＧＲガスを前記分流板における前記共通吸気導入部と反対側の面に案内する案内手段が設けられたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記共通吸気導入部および前記ＥＧＲ導入通路が、前記吸気チャンバの気筒配列方向における中央に接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記複数の分岐管の上流端が前記吸気チャンバの前記機関本体側の壁面に開口し、
前記ＥＧＲ導入通路が、隣り合う分岐管の開口の間に配置されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記吸気チャンバの前記機関本体側の壁面が気筒配列方向に対して前記機関本体側を凸とする曲面形状をなし、
前記分流板の先端縁を気筒配列方向に対して前記機関本体側を凸とする曲面形状とし、且つ前記複数の分岐管について各上流端から前記分流板の先端縁までの距離を略等しくしたことを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記吸気チャンバの前記ＥＧＲ導入通路と対向する壁面が、気筒配列方向に対して前記機関本体と相反する側を凸とする曲面形状をなすことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記共通吸気導入部が、前記吸気チャンバと前記機関本体とが対向する方向および気筒配列方向と直交する方向から前記吸気チャンバに接続され、前記案内手段は、前記ＥＧＲ導入通路における前記共通吸気導入部側の管壁を延長して構成され、前記吸気チャンバの前記共通吸気導入部と対向する壁面が前記共通吸気導入部と相反する側を凸とする曲面形状をなすことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ導入通路が吸気マニホールドの吸気チャンバに接続された内燃機関の吸気装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に吸気を供給する吸気装置として、排出ガス中の窒素酸化物の低減等を図るために、内燃機関から排出される排気ガスの一部を吸気に混合させて再循環させる（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）技術が公知である。ＥＧＲガスを吸気に混入させる場合には、ＥＧＲガスと吸気（新気）とを十分に混合させることが望ましく、予混合室を設けたるようにしたものや、ＥＧＲガスの吹出口に隔壁板を設けてこの隔壁板に複数の孔を形成してＥＧＲガスを分散させるようにしたものなど、混合を促進するための様々な吸気装置が提案されている。
【０００３】
また、吸気チャンバ内における分岐管と相反する側において吸気チャンバの壁面を指向するようにＥＧＲ導入通路の下流端を形成し、ＥＧＲ導入通路の下流端が指向する壁面に案内リブを形成して、ＥＧＲガスを各気筒へ均一に分配できるようにした発明も提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明では、案内リブを設ける場合には、共通吸気導入部もＥＧＲ導入通路の下端と同様にチャンバ室における分岐管と相反する側に配置する必要があり、ＥＧＲ導入通路を含む吸気装置が内燃機関本体から突出する幅が大きくなってスペース効率が悪くなることに加え、ＥＧＲガスが吸気流の影響を受けて均等に分配されない虞がある。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、吸気流がＥＧＲ導入管やＥＧＲガスと直接衝突することを回避し、吸気流から受ける影響を小さくしてＥＧＲガスを各分岐管に均等に分配することができる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、機関本体（１）に下流端が接続される複数の分岐管（１６〜１９）と、該分岐管の上流端が接続される吸気チャンバ（２０）と、該吸気チャンバに接続される共通吸気導入部（２１）と、前記吸気チャンバに接続されるＥＧＲ導入通路（３３）とを備える内燃機関（Ｅ）の吸気装置（１）であって、前記吸気チャンバの前記ＥＧＲ導入通路と対向する壁面（２０ａ）には、前記共通吸気導入部から流出する吸気が前記ＥＧＲ導入通路から流出するＥＧＲガスと衝突することを妨げる分流板（２６）が形成され、前記ＥＧＲ導入通路の下流端（３３ａ）に、前記ＥＧＲガスを前記分流板における前記共通吸気導入部と反対側の面に案内する案内手段（２４）が設けられるように構成する。
【０００８】
このような構成とすることにより、共通吸気導入部から流出する吸気とＥＧＲ導入通路から流出するＥＧＲガスとが直接衝突することを回避し、分流板を介して緩慢に吸気とＥＧＲガスとが混合されるため、吸気チャンバ内で吸気流の影響を受けることなくＥＧＲガスを各分岐管に均等に分配することができる。
【０００９】
また、本発明の一側面によれば、前記共通吸気導入部および前記ＥＧＲ導入通路が、前記吸気チャンバの気筒配列方向における中央に接続されるように構成することができる。
【００１０】
このような構成とすることにより、吸気およびＥＧＲガスがいずれも吸気チャンバ中央に導入されるため、ＥＧＲガスを各気筒に均等に分配することができる。
【００１１】
また、本発明の一側面によれば、前記複数の分岐管の上流端が前記吸気チャンバの前記機関本体側の壁面（２２ａ）に開口し、前記ＥＧＲ導入通路が、隣り合う分岐管（１７、１８）の開口（１７ｏ、１８ｏ）の間に配置されるように構成することができる。
【００１２】
このような構成とすることにより、ＥＧＲ導入通路が分岐管の並びと揃うため、吸気マニホールドをコンパクトに構成することができる。
【００１３】
また、本発明の一側面によれば、前記吸気チャンバの前記機関本体側の壁面（２２ａ）が気筒配列方向に対して前記機関本体側を凸とする曲面形状をなし、前記分流板の先端縁（２６ａ）を気筒配列方向に対して前記機関本体側を凸とする曲面形状とし、且つ前記複数の分岐管について各上流端から前記分流板の先端縁までの距離を略等しくするように構成することができる。
【００１４】
このような構成とすることにより、分流板と各分岐管の上流端との距離が略等しくなるため、ＥＧＲガスを各分岐管に均等に分配することができる。
【００１５】
また、本発明の一側面によれば、前記吸気チャンバの前記ＥＧＲ導入通路と対向する壁面（２０ａ）が、気筒配列方向に対して前記機関本体と相反する側を凸とする曲面形状をなすように構成することができる。
【００１６】
このような構成とすることにより、曲面の壁面に沿ってＥＧＲガスを各分岐管まで円滑に流すことができる。
【００１７】
また、本発明の一側面によれば、前記共通吸気導入部が、前記吸気チャンバと前記機関本体とが対向する方向（前後方向）および気筒配列方向（左右方向）と直交する方向（上方向）から前記吸気チャンバに接続され、前記案内手段は、前記ＥＧＲ導入通路における前記共通吸気導入部側の管壁（２４ａ）を延長して構成され、前記吸気チャンバの前記共通吸気導入部と対向する壁面（２０ｂ）が前記共通吸気導入部と相反する側を凸とする曲面形状をなすように構成することができる。
【００１８】
このような構成とすることにより、分流板の共通吸気導入部と相反する側の面と、吸気チャンバの共通吸気導入部と対向する壁面との間の空間に、ＥＧＲガスが円滑に案内され、分流板の先端縁と複数の分岐管の開口が形成される吸気チャンバの壁面との空隙を介して、吸気とＥＧＲガスとを緩慢に混合させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明に係る内燃機関の吸気装置によれば、吸気流がＥＧＲ導入管やＥＧＲガスと直接衝突することを回避し、吸気流から受ける影響を小さくしてＥＧＲガスを各分岐管に均等に分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る吸気装置を備えたエンジンの概略斜視図
【図２】図１に示す吸気マニホールドの平面図
【図３】図１に示す吸気マニホールドを一部破断して示す斜視図
【図４】図２中のIV−IV断面図
【図５】図４中のＶ−Ｖ断面図
【図６】吸気およびＥＧＲガスの流れを示す図４に対応する断面図
【図７】ＥＧＲガスの流れを示す図５に対応する断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る内燃機関（以下、エンジンＥと記す。）の吸気装置１０の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、位置や方向を示す場合には、図１中の矢印で示す方向に従うものとする。
【００２２】
図１に示すように、エンジンＥは、直列４気筒のＯＨＣ型４サイクルエンジンであって、シリンダブロック２やオイルパン３、シリンダヘッド４、シリンダヘッドカバー５などからなるエンジン本体１と、エンジン本体１の側部上方を通ってエンジン本体１の後方へ延在する吸気管１１や、エンジン本体１の上部後方に配置されて吸気管１１の下流端が接続するエアクリーナー１２、エアクリーナー１２の上部に上流端が接続され、略上下方向に延在する吸気接続管１３、吸気接続管１３の下流端（下端）に設けられたスロットルバルブ１４に接続する吸気マニホールド１５などからなるダウンフロー型の吸気装置１０とを主要構成要素として備えている。
【００２３】
図２および図３に示すように、吸気マニホールド１５は、エンジン本体１の後側側部に下流端が接続される４本の分岐管１６〜１９と、エンジン本体１の後方に対向配置され、分岐管１６〜１９の上流端が接続される吸気チャンバ２０と、吸気接続管１３の下流端（スロットルバルブ１４）に接続され、吸気チャンバ２０の気筒配列方向における中央に接続される共通吸気導入部２１とを備えている。
【００２４】
吸気チャンバ２０は、ラグビーボール状の略長球形を呈しており、その内部に同形状のチャンバ室３０を形成するとともに、長手方向に沿う軸線が気筒配列方向と平行となるように配置されている。
【００２５】
共通吸気導入部２１は、前方斜め上方から後方斜め下方へ向けてエンジン本体１側を弧の中心とするように湾曲して延在し、吸気チャンバ２０に対して吸気チャンバ２０の後部において略鉛直に接続されている。つまり、共通吸気導入部２１は、吸気チャンバ２０とエンジン本体１側とが対向する方向（前後方向）および気筒配列方向（左右方向）と直交する方向（上方向）から吸気チャンバ２０に接続されている。
【００２６】
共通吸気導入部２１は円形断面を呈しており、図４に示すように、その内部に共通吸気導入通路３１を形成している。共通吸気導入部２１の直径は吸気チャンバ２０の軸方向中央における直径よりも小さくなっている。そのため、吸気チャンバ２０には、共通吸気導入部２１よりも前方（エンジン本体１側）に膨出する膨出部２２が形成される。
【００２７】
そして、上記したように吸気チャンバ２０がラグビーボール状の略長球形を呈することにより、膨出部２２のエンジン本体１側の壁面２２ａは、気筒配列方向に対してエンジン本体１側を凸とする曲面形状となっている。
【００２８】
４本の分岐管１６〜１９は、それぞれ吸気分岐通路３６〜３９を形成するとともに、平面視において各上流部が膨出部２２の湾曲したエンジン本体１側の壁面２２ａに接続され、この壁面２２ａに対して略直交して放射状に略水平に延びた後、それぞれ上方へ湾曲してエンジン本体１の後側部に下流端が接続される。
【００２９】
内側に配置された２本の第２および第３分岐管１７、１８は、吸気チャンバ２０の中央寄りの断面積（長手方向の軸線に直交する断面積）が比較的大きな部分において吸気チャンバ２０の前側下部に接続されており、外側に配置された２本の第１および第４分岐管１６、１９は、吸気チャンバ２０の端部寄りの断面積が比較的小さな部分において吸気チャンバ２０の前側部分に接続されている。外側の２本の第１および第４分岐管１６、１９には、湾曲した中央部位の内側に突出する態様で略鉛直に延在するリブ２５が上流端から下流端にわたって一体形成されている。
【００３０】
吸気チャンバ２０の軸線方向（気筒配列方向）の中央、すなわち膨出部２２の中央には、ＥＧＲ導入通路３３を形成するＥＧＲ導入管２３が接続されている。ＥＧＲ導入通路３３は、エンジンＥから排出される排気ガスの一部を吸気に混合させて再循環させるための通路であり、エンジンＥの吸気装置１０の一部を構成している。
【００３１】
ＥＧＲ導入通路３３は、エンジン本体１の前方に配置された図示しない排気管との接続部を上流端として、シリンダヘッド４の内部を通ってエンジン本体１の後方へ導かれ、下方へ延びて第２分岐管１７の下方を通過しつつ後方へ湾曲した後、その下流部が第２および第３分岐管１７、１８と略並行且つ略水平に延び、隣り合う第２および第３分岐管１７、１８の吸気チャンバ２０に対する開口１７ｏ、１８ｏの間で膨出部２２の壁面２２ａの下部に接続（配置）されている。
【００３２】
図４に併せて示すように、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａには、共通吸気導入部２１から流出する吸気がＥＧＲ導入通路３３から流出するＥＧＲガスと衝突することを妨げる分流板２６が配置されている。分流板２６は、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａからＥＧＲ導入通路３３へ向けて上向きに傾斜して延びている。
【００３３】
また、吸気チャンバ２０には、チャンバ室３０内においてＥＧＲ導入通路３３を膨出部２２の壁面２２ａから更に延長させるように、前壁から略水平方向に延出する延長管壁２４が一体形成されている。延長管壁２４は、円形の管の上半部分と同様の形状を呈する上半管壁部２４ａおよび上半管壁部２４ａをその基端側で支持する支持部２４ｂとからなり、ＥＧＲ導入通路３３を略水平に延長させるように直線状に形成されている。つまり、延長管壁２４は、ＥＧＲ導入通路３３における共通吸気導入部２１側の管壁を延長して構成される。これにより、ＥＧＲ導入通路３３の下流端３３ａに配置された延長管壁２４が、ＥＧＲガスを分流板２６の下面（共通吸気導入部２１と反対側の面）に案内する案内手段として機能する。
【００３４】
分流板２６は、その先端縁２６ａが延長管壁２４の上端と略同一高さにおいて延長管壁２４の先端との間に若干の間隙を形成するように配置されている。また、図５に示すように、分流板２６は、その先端縁２６ａが気筒配列方向に対してエンジン本体１側を凸とする曲面形状とされるとともに、想像線で示す４本の分岐管１６〜１９の各上流端から先端縁２６ａまでの距離Ｌ１〜Ｌ４を略等しくするような気筒配列方向に長い形状とされている。
【００３５】
そして、上記したように吸気チャンバ２０がラグビーボール状の略長球形を呈することにより、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａが、前側（気筒配列方向に対してエンジン本体１と相反する側）を凸とする曲面形状をなし、同様に、吸気チャンバ２０の共通吸気導入部２１と対向する壁面２０ｂが、下側（共通吸気導入部２１と相反する側）を凸とする曲面形状となっている。
【００３６】
図６に示すように、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａに、共通吸気導入部２１から流出する吸気がＥＧＲガスと衝突することを妨げる分流板２６が配置され、ＥＧＲ導入通路３３の下流端３３ａに、ＥＧＲガスを分流板２６における共通吸気導入部２１と反対側の面（下面）に案内する延長管壁２４が設けられたことにより、共通吸気導入部２１から流出する吸気とＥＧＲ導入通路３３から流出するＥＧＲガスとが直接衝突することが回避され、分流板２６を介して緩慢に吸気とＥＧＲガスとが混合されるため、吸気チャンバ２０内で吸気流の影響を受けることなくＥＧＲガスを各分岐管１６〜１９（気筒）に均等に分配することができる。
【００３７】
また、共通吸気導入部２１およびＥＧＲ導入通路３３が、吸気チャンバ２０の気筒配列方向における中央に接続されるように構成されたことにより、図７に示すように、吸気チャンバ２０の中央に導入されたＥＧＲガスを各分岐管１６〜１９に均等に分配することができる。
【００３８】
さらに、吸気チャンバ２０のエンジン本体１側の壁面２２ａが気筒配列方向に対してエンジン本体１側を凸とする曲面形状をなし、分流板２６の先端縁２６ａを気筒配列方向に対してエンジン本体１側を凸とする曲面形状として、４本の分岐管１６〜１９について各上流端から分流板２６の先端縁２６ａまでの距離を略等しくしたことによっても、ＥＧＲガスが各分岐管１６〜１９に均等に分配されるようになっている。
【００３９】
一方、４本の分岐管１６〜１９の上流端が吸気チャンバ２０のエンジン本体１側の壁面２２ａに開口し、ＥＧＲ導入通路３３が、隣り合う第２および第３分岐管１７、１８の開口１７ｏ、１８ｏの間に配置されるように構成されたことにより、ＥＧＲ導入通路３３が第２および第３分岐管１７、１８の並びと揃うため、吸気マニホールド１５がコンパクトになっている。
【００４０】
他方、吸気チャンバ２０のＥＧＲ導入通路３３と対向する壁面２０ａが、気筒配列方向に対してエンジン本体１と相反する側を凸とする曲面形状をなすように構成されたことにより、曲面の壁面２０ａに沿ってＥＧＲガスが各分岐管１６〜１９まで円滑に流れる。
【００４１】
そして、図６に示すように、共通吸気導入部２１が、上方向（吸気チャンバ２０とエンジン本体１とが対向する方向および気筒配列方向と直交する方向）から吸気チャンバ２０に接続され、延長管壁２４がＥＧＲ導入通路３３を延長させる上半管壁部２４ａ（ＥＧＲ導入通路３３における共通吸気導入部２１側の管壁）を有し、吸気チャンバ２０の共通吸気導入部２１と対向する壁面２０ｂが共通吸気導入部２１と相反する下側を凸とする曲面形状をなすように構成されたことにより、分流板２６の下面（共通吸気導入部２１と相反する側の面）と、吸気チャンバ２０の共通吸気導入部２１と対向する壁面２０ｂとの間の空間に、ＥＧＲガスが円滑に案内され、分流板２６の先端縁２６ａと４本の分岐管１６〜１９の上流端が接続する壁面２２ａとの空隙を介して、吸気とＥＧＲガスとを緩慢に混合させることができる。
【００４２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各部材の具体的形状や配置、数量などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば上記実施形態では、本発明に係る吸気装置１０を直列４気筒のエンジンＥに適用しているが、２気筒エンジンや直列６気筒エンジン、Ｖ型エンジンなどにも適用可能である。なお、ＥＧＲ導入通路３３が吸気チャンバ２０の気筒配列方向の中央に配置されることから、吸気チャンバ２０に接続する分岐管の数は偶数が好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、分流板２６の先端縁２６ａと延長管壁２４の先端上部とを略同一高さに配置し、両者の間に若干の間隙が形成されるような構成としているが、分流板２６が延長管壁２４の先端上方を覆うような構成や、分流板２６の先端縁２６ａと延長管壁２４の先端上部とを当接或いは連結するような構成としてもよい。また、上記実施形態では分流板２６をＥＧＲ導入通路３３へ向けて上向きに傾斜させているが、水平に配置してＥＧＲ導入通路３３と平行となるようにしてもよい。さらに、分流板２６と吸気チャンバ２０との接続部を曲面形状にして、吸気やＥＧＲガスが更に円滑に流れるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態に示した本発明に係る内燃機関の吸気装置１０は、必ずしも全ての構成要素を必須とするものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１      エンジン本体
１０    吸気装置
１５    吸気マニホールド
１６    第１分岐管
１７    第２分岐管
１７ｏ  開口
１８    第３分岐管
１８ｏ  開口
１９    第４分岐管
２０    吸気チャンバ
２０ａ  ＥＧＲ導入通路と対向する壁面
２０ｂ  共通吸気導入部と対向する壁面
２１    共通吸気導入部
２２    吸気チャンバの膨出部
２２ａ  膨出部のエンジン本体側の壁面
２４    延長管壁（案内手段）
２４ａ  上半管壁部
２６    分流板
２６ａ  先端縁
３０    チャンバ室
３１    共通吸気導入通路
３３    ＥＧＲ導入通路
３３ａ  下流端
Ｅ      エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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